DE102012224271A1 - Method for wet coating of substrate, involves applying coating layer on substrate, via nozzle of spray head, and drying applied coating layer - Google Patents

Method for wet coating of substrate, involves applying coating layer on substrate, via nozzle of spray head, and drying applied coating layer Download PDF

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Abstract

The method involves applying coating layer (18) on substrate (12), via nozzle of spray head (20). The applied coating layer is dried, and an actual layer thickness of the applied coating layer is measured before drying. A predetermined desired thickness of coating layer is adjusted depending on measured actual layer thickness of applied coating layer, based on geometry opening of the nozzle of spray head. An independent claim is included for a device for wet coating of substrate.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nassbeschichten eines Substrats, wobei auf dem Substrat eine Schicht mit einem Spritzkopf aufgetragen wird, der eine Düse umfasst und die Schicht nach dem Auftragen getrocknet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Nassbeschichten eines Substrats umfassend einen Spritzkopf mit einer Düse und einen Trockner.The invention relates to a method for wet coating a substrate, wherein a layer with a spray head is applied to the substrate, which comprises a nozzle and the layer is dried after application. Furthermore, the invention relates to a device for wet coating a substrate comprising a spray head with a nozzle and a dryer.

Bei der Beschichtung von Substraten mit einem Material ergibt sich häufig das Erfordernis, eine gleichmäßige Schicht mit einer vorgegebenen Dicke zu erzeugen. So ist beispielsweise bei der Fertigung von Lithium-Ionen-Batteriezellen die Qualität der Beschichtung der Elektroden mit dem Aktivmaterial von entscheidender Bedeutung für die Qualität der Batteriezellen. Insbesondere die Kapazität der Batteriezellen und deren Streuung sind abhängig von einer gleichmäßigen Schichtdicke sowie von einer nur gering um ihren Sollwert streuenden Schichtdicke. Bei der Elektrodenbeschichtung wird das Aktivmaterial der Elektrode in Form einer sogenannten Slurry (ein fließfähiger Brei) nass auf die Trägerfolien der Elektroden aufgebracht. Bei Lithium-Ionen-Batteriezellen wird für die Anode häufig ein Material basierend auf natürlichen und/oder synthetischen Graphiten und bei der Kathode ein Material basierend auf der Kombination verschiedener Lithium-Metall-Oxide aufgebracht. When coating substrates with a material, there is often a need to produce a uniform layer of a given thickness. For example, in the production of lithium-ion battery cells, the quality of the coating of the electrodes with the active material is of decisive importance for the quality of the battery cells. In particular, the capacity of the battery cells and their scattering are dependent on a uniform layer thickness as well as on a layer thickness which differs only slightly by its nominal value. In the case of the electrode coating, the active material of the electrode is applied wet in the form of a so-called slurry (a flowable slurry) to the carrier foils of the electrodes. In the case of lithium-ion battery cells, a material based on natural and / or synthetic graphites is often applied to the anode, and a material based on the combination of various lithium-metal oxides is applied to the cathode.

Für das Beschichten der Substrate werden die Aktivmaterialien in einem Mischprozess unter Beigabe von Lösungsmitteln zu der Slurry aufbereitet. Im Falle der Fertigung von Lithium-Ionen-Batteriezellen wird für das Anodenmaterial üblicherweise ein wasserbasiertes Lösungsmittel eingesetzt und bei der Fertigung der Kathode ein Lösungsmittel auf Basis von N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) verwendet. Bei der Elektrodenfertigung kommt als Substrat eine Trägerfolie zum Einsatz, die bei der Anode üblicherweise aus Kupfer und bei der Kathode üblicherweise aus Aluminium besteht. Die Foliendicke liegt dabei im Bereich von etwa 10 µm. Die Schichtdicke des Materials, welches auf die Folie aufgebracht wird, ist abhängig von der Auslegung der Batteriezellen und liegt beispielsweise zwischen etwa 20 µm und 200 µm. For the coating of the substrates, the active materials are prepared in a mixing process with the addition of solvents to the slurry. In the case of production of lithium-ion battery cells, a water-based solvent is usually used for the anode material and a solvent based on N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is used in the manufacture of the cathode. In the case of electrode production, a carrier foil is used as the substrate, which usually consists of copper in the anode and usually of aluminum in the case of the cathode. The film thickness is in the range of about 10 microns. The layer thickness of the material which is applied to the film is dependent on the design of the battery cells and is for example between about 20 microns and 200 microns.

Nach dem Nassbeschichten des Substrats wird dieses in einem Trockenofen getrocknet, damit das Lösungsmittel aus dem beschichteten Material ausdampfen kann. Das Beschichtungsverfahren läuft üblicherweise kontinuierlich von Rolle zu Rolle ab, wobei die Länge des Trockenofens, abhängig von der Produktionsgeschwindigkeit, üblicherweise zwischen 10 m und 30 m beträgt. After wet coating the substrate, it is dried in a drying oven to allow the solvent to evaporate out of the coated material. The coating process usually takes place continuously from roll to roll, the length of the drying kiln, depending on the production speed, usually between 10 m and 30 m.

Nach dem Trocknen wird die Dicke der aufgebrachten Schicht gemessen. Sollen beide Seiten des Substrats mit Material beschichtet werden, kann das Substrat anschließend einem weiteren Beschichtungsschritt zugeführt werden. Die Dicke der aufgebrachten Schicht ist von einer Vielzahl von Prozessparametern abhängig, wie beispielsweise der Konsistenz der Slurry, dem Druck, mit dem das Material dem Spritzkopf, mit dem dieses auf dem Substrat aufgebracht wird, zugeführt wird, der Geometrie der Düsen im Spritzkopf und der Transportgeschwindigkeit des Substrats. Werden am Ende des Produktionsprozesses von der vorgegebenen Soll-Schichtdicke abweichende Schichtdicken gemessen, werden ein oder mehrere Prozessparameter angepasst, um die Dicke der aufgebrachten Schicht zu korrigieren, so dass die tatsächliche Schichtdicke möglichst in einem Fenster von ±1 µm um den vorgegebenen Sollwert liegt. After drying, the thickness of the applied layer is measured. If both sides of the substrate are to be coated with material, the substrate can subsequently be fed to a further coating step. The thickness of the applied layer is dependent on a variety of process parameters, such as the consistency of the slurry, the pressure with which the material is supplied to the spray head, with which this is applied to the substrate, the geometry of the nozzles in the spray head and Transport speed of the substrate. If, at the end of the production process, layer thicknesses deviating from the specified target layer thickness are measured, one or more process parameters are adjusted in order to correct the thickness of the applied layer, so that the actual layer thickness is within a window of ± 1 μm around the predetermined desired value.

Aus CN 102125907 ist eine Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten mit Aktivmaterialien zur Fertigung von Elektroden für Lithium-Ionen-Batteriezellen bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Beschichtungseinrichtung und einen Trockner sowie zwei Messeinrichtungen und ein Steuergerät. Die erste Messeinrichtung ist vor der Beschichtungsvorrichtung angeordnet und dient zum Messen einer Dicke einer in einem vorangegangenen Beschichtungsschritt aufgebrachten Schicht. Die zweite Messeinrichtung ist nach dem Trockner angeordnet und misst die Schichtdicke auf dem fertigen getrockneten Substrat. Die Messwerte der beiden Messeinrichtungen werden vom Steuergerät genutzt, um die Beschichtungsvorrichtung zu regeln. Dabei wird abhängig von den gemessenen Schichtdicken die Zufuhr an Beschichtungsmaterial gesteuert. Out CN 102125907 a device for coating substrates with active materials for the production of electrodes for lithium-ion battery cells is known. The device comprises a coating device and a dryer as well as two measuring devices and a control device. The first measuring device is arranged in front of the coating device and serves to measure a thickness of a layer applied in a preceding coating step. The second measuring device is arranged after the dryer and measures the layer thickness on the finished dried substrate. The measured values of the two measuring devices are used by the control unit to control the coating device. In this case, depending on the measured layer thicknesses, the supply of coating material is controlled.

Nachteilig am Stand der Technik ist, dass sich allein über ein Steuern der Zufuhr an Beschichtungsmaterial kein gleichmäßiger Schichtauftrag für alle einstellbaren Soll-Schichtdicken erzielen lässt. Daher ist eine Regelung von zumindest einem weiteren Parameter des Beschichtungsverfahrens wünschenswert. A disadvantage of the prior art is that alone can be achieved by controlling the supply of coating material no uniform coating order for all adjustable target layer thicknesses. Therefore, it is desirable to control at least one other parameter of the coating process.

Des Weiteren erfolgt bei der bekannten Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten eine Messung der Dicke der aufgetragenen Schicht erst nach dem Trocknen. Somit erfolgt die Messung, je nach Länge des Trockners, erst etwa 10 m bis 30 m nach dem Beschichten. Wird nun eine von einem Sollwert abweichende Schichtdicke ermittelt, die außerhalb der vorgeschriebenen Toleranz von üblicherweise ±1 µm liegt, entsteht eine große Menge an Ausschuss, da sich eine Anpassung der Prozessparameter erst nach Durchlaufen einer Substratlänge, die dem Abstand zwischen dem Spritzkopf und der Messeinrichtung entspricht, auswirken kann. Zusätzlich erschwert die sich daraus ergebende zeitliche Latenz zwischen Messung und Wirksamwerden einer Anpassung den Einsatz von automatisierten Regelmechanismen. Furthermore, in the known device for coating substrates, a measurement of the thickness of the applied layer takes place only after drying. Thus, the measurement takes place, depending on the length of the dryer, only about 10 m to 30 m after coating. If now a deviating from a target value layer thickness is determined, which is outside the prescribed tolerance of usually ± 1 micron, results in a large amount of waste, since an adaptation of the process parameters only after passing through a substrate length, the distance between the spray head and the measuring device corresponds, can affect. In addition, the resulting temporal latency between measurement and taking effect becomes more difficult Adaptation of the use of automated control mechanisms.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird ein Verfahren zum Nassbeschichten eines Substrats vorgeschlagen, wobei auf dem Substrat eine Schicht mit einem Spritzkopf aufgetragen wird, der eine Düse umfasst, und die Schicht nach dem Auftragen getrocknet wird, wobei eine Ist-Schichtdicke der aufgetragenen Schicht vor dem Trocknen gemessen wird und abhängig von der gemessenen Ist-Schichtdicke und einer vorgegebenen Soll-Schichtdicke die Geometrie der Düse angepasst wird. A method for wet coating a substrate is proposed, wherein a layer is applied to the substrate with a spray head comprising a nozzle, and the layer is dried after application, wherein an actual layer thickness of the coated layer is measured before drying and Depending on the measured actual layer thickness and a predetermined target layer thickness, the geometry of the nozzle is adjusted.

Die Geometrie der Düse des Spritzkopfs, wobei selbstverständlich auch Ausführungsformen mit mehr als einer Düse möglich sind, beeinflusst die Form des Materialauftrags erheblich. Zum einen ist leicht ersichtlich, dass durch eine größere Öffnung auch mehr Material abgegeben werden kann, zum anderen entscheidet die Größe und Form der Öffnung bzw. der Düse über die Verteilung des Drucks des Beschichtungsmaterials an der Düse. Nur bei optimaler Abstimmung aller Parameter wird eine gleichmäßige Materialabgabe erzielt, mit der eine homogene Beschichtung des Substrats möglich ist.The geometry of the nozzle of the spray head, which of course embodiments with more than one nozzle are possible, significantly affects the shape of the material application. On the one hand, it can be easily seen that more material can be dispensed through a larger opening, and on the other hand, the size and shape of the opening or of the nozzle determines the distribution of the pressure of the coating material on the nozzle. Only with optimal coordination of all parameters is a uniform material output achieved, with a homogeneous coating of the substrate is possible.

Das Substrat wird der Beschichtungseinrichtung zugeführt und erreicht als erstes den Spritzkopf, mit dem Material auf dieses aufgebracht werden kann. Das Material ist dabei in einem Lösungsmittel gelöst, welches anschließend im Trockner verdampft wird. Zur schnellen Erfassung der Schichtdicke unmittelbar nach dem Auftragen der Schicht mit dem Spritzkopf ist zwischen dem Spritzkopf und dem Trockner eine Messeinrichtung angeordnet, mit der die Nassschichtdicke ermittelt werden kann. Die gemessene Schichtdicke wird mit einer vorgegebenen Soll-Schichtdicke verglichen und es wird eine Anpassung der Geometrie der Düse vorgenommen, falls eine Abweichung ermittelt wird. The substrate is fed to the coating device and first reaches the spray head, with which material can be applied to this. The material is dissolved in a solvent, which is then evaporated in the dryer. For rapid detection of the layer thickness immediately after the application of the layer with the spray head, a measuring device is arranged between the spray head and the dryer, with which the wet layer thickness can be determined. The measured layer thickness is compared with a predetermined target layer thickness and an adaptation of the geometry of the nozzle is made if a deviation is determined.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Geometrieregeleinrichtung verwendet, deren Eingangsgrößen die Soll-Schichtdicke und die gemessene Ist-Schichtdicke vor dem Trocknen umfassen, wobei als Ausgangsgröße eine Soll-Geometrie für die Düse ermittelt wird. Dazu wird in der Geometrieregeleinrichtung ein an sich dem Fachmann bekanntes Regelverfahren implementiert. So ist es beispielsweise denkbar, einen Proportional-Integral-Differenzial (PID)-Regler einzusetzen, um die Soll-Geometrie der Düse so anzupassen, dass die tatsächliche Schichtdicke der geforderten Soll-Schichtdicke angenähert wird. Selbstverständlich sind auch andere Regler denkbar, wie beispielsweise ein Proportional-Integral-Regler, ein reiner Integral-Regler oder ein reiner Proportional-Regler. In one embodiment of the invention, a geometry control device is used whose input variables include the desired layer thickness and the measured actual layer thickness before drying, wherein a target geometry for the nozzle is determined as output variable. For this purpose, a control method known per se to those skilled in the art is implemented in the geometry control device. Thus, for example, it is conceivable to use a proportional-integral-derivative (PID) controller in order to adapt the desired geometry of the nozzle so that the actual layer thickness approximates the required target layer thickness. Of course, other controllers are conceivable, such as a proportional-integral controller, a pure integral controller or a pure proportional controller.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Geometrie der Düse durch Verstellen einer Blende angepasst.In one embodiment of the method, the geometry of the nozzle is adjusted by adjusting a diaphragm.

Dazu werden eine oder gegebenenfalls mehrere Blenden im Bereich der Düse des Spritzkopfs angeordnet, wobei diese beispielsweise über einen Aktor bewegt werden können. Je nach Stellung des Aktors kann die Blende eine Öffnung der Düse mehr oder weniger stark verschließen. Die Blende ist im einfachsten Fall als Platte oder Schieber ausgeführt, die vor die Öffnung der Düse geschoben wird. Selbstverständlich sind auch weitere Formen der Blende vorstellbar, so ist es beispielsweise denkbar, im Fall einer runden Düsenöffnung eine Irisblende zu verwenden. Bei Verwendung einer Schlitzdüse ist es des Weiteren möglich zwei Blenden vorzusehen, die sich von gegenüberliegenden Richtungen aus vom Rand der Düsenöffnung in Richtung Mitte der Düse verschieben lassen, so dass bei einer Veränderung der Blendenstellung der Mittelpunkt der Düsenöffnung unverändert bleibt. For this purpose, one or possibly several diaphragms are arranged in the region of the nozzle of the spray head, wherein these can be moved, for example, via an actuator. Depending on the position of the actuator, the aperture can more or less strongly close an opening of the nozzle. The aperture is in the simplest case designed as a plate or slider, which is pushed in front of the opening of the nozzle. Of course, other shapes of the aperture are conceivable, so it is conceivable, for example, to use an iris diaphragm in the case of a circular nozzle opening. When using a slot nozzle, it is also possible to provide two apertures, which can be moved from opposite directions from the edge of the nozzle opening in the direction of the center of the nozzle, so that when changing the aperture position, the center of the nozzle opening remains unchanged.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird zusätzlich der Druck des Beschichtungsmaterials im Spritzkopf auf einen vorgegebenen Wert geregelt. In one embodiment of the method, in addition, the pressure of the coating material in the spray head is regulated to a predetermined value.

Dadurch wird sichergestellt, dass das Material dem Spritzkopf immer mit dem für die Beschichtung erforderlichen Druck zugeführt wird. Wie im Falle der Geometrieregelung kann für die Regelung des Drucks eine Druckregeleinrichtung vorgesehen werden, in der ein Regler implementiert wird. Der Regler kann dann ein Ausgangssignal erzeugen, mit eine Druckregeleinrichtung gesteuert wird. Eine solche Druckregeleinrichtung kann beispielsweise ein im Spritzkopf angeordnetes Druckregelventil sein oder auch eine regelbare Materialzuführeinrichtung. This ensures that the material is always supplied to the spray head with the pressure required for the coating. As in the case of the geometry control, a pressure regulator can be provided for the regulation of the pressure, in which a controller is implemented. The controller may then generate an output signal controlled by a pressure regulator. Such a pressure control device may for example be a pressure control valve arranged in the spray head or else a controllable material supply device.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird der vorgegebene Wert für den Druck des Beschichtungsmaterials aus der Soll-Schichtdicke ermittelt. In one embodiment of the invention, the predetermined value for the pressure of the coating material is determined from the desired layer thickness.

Wird die Öffnungsgeometrie einer Düse aufgrund einer geänderten vorgegebenen Soll-Schichtdicke variiert, ändern sich auch die Druckverhältnisse im Bereich der Düse. Durch eine Kopplung des vorgegebenen Drucks des Beschichtungsmaterials an die Soll-Schichtdicke wird dabei der erforderliche Druck der Geometrie nachgeführt. If the opening geometry of a nozzle is varied due to a change in the specified target layer thickness, the pressure conditions in the region of the nozzle also change. By coupling the predetermined pressure of the coating material to the desired layer thickness while the required pressure of the geometry is tracked.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die aufgetragene Schicht ein Aktivmaterial für eine Elektrode einer Batterie. Dabei kommt beispielsweise bei der Fertigung von Lithium-Ionen-Batteriezellen für die Anode ein auf natürlichen oder synthetischen Graphiten basierendes Material und für die Kathode eine Kombination aus verschiedenen Lithium-Metall-Oxiden zum Einsatz. Als Substrate bei der Elektrodenfertigung werden beispielsweise Kupfer für die Anode und Aluminium für die Fertigung der Kathode eingesetzt. Die Dicken der verwendeten Substrate liegen dabei üblicherweise im Bereich von etwa 10 µm. Die Dicke der aufgetragenen Schicht des Aktivmaterials liegt bei der Fertigung von Elektroden für Batteriezellen je nach Auslegung der Zellen zwischen etwa 20 µm und 200 µm. In one embodiment of the invention, the coated layer is an active material for an electrode of a battery. For example, in the production of lithium-ion battery cells for the anode, a material based on natural or synthetic graphite is used and for the cathode a combination of different lithium-metal oxides is used. As substrates in the Electrode production, for example, copper used for the anode and aluminum for the production of the cathode. The thicknesses of the substrates used are usually in the range of about 10 microns. The thickness of the applied layer of the active material is in the production of electrodes for battery cells depending on the design of the cells between about 20 microns and 200 microns.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Nassbeschichten eines Substrats umfassend einen Spritzkopf mit einer Düse und einen Trockner, wobei vor dem Trockner eine Messeirichtung zur Bestimmung einer Nassschichtdicke angeordnet ist und über eine Geometrieregeleinrichtung abhängig von der gemessenen Nassschichtdicke und einer vorgegebenen Soll-Schichtdicke eine Öffnungsgeometrie der Düse einstellbar ist. Furthermore, the invention relates to a device for wet coating a substrate comprising a spray head with a nozzle and a dryer, wherein in front of the dryer Messefindichtung for determining a wet film thickness is arranged and a geometric geometry device depending on the measured wet film thickness and a predetermined target layer thickness an opening geometry the nozzle is adjustable.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist an der Düse mindestens eine Blende angeordnet, mit der die Öffnungsgeometrie der Düse einstellbar ist. Die Blende kann beispielsweise als Schieber im Fall von einer Schlitzdüse oder in Form einer Irisblende im Fall einer runden Düse ausgeführt sein. Des Weiteren ist es denkbar, im Bereich einer Düse mehrere Blenden anzuordnen.In one embodiment of the device at least one aperture is arranged on the nozzle, with which the opening geometry of the nozzle is adjustable. The diaphragm can be designed, for example, as a slide in the case of a slot nozzle or in the form of an iris diaphragm in the case of a round nozzle. Furthermore, it is conceivable to arrange a plurality of shutters in the region of a nozzle.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung umfasst der Spritzkopf einen Drucksensor und ein zugeordnetes Druckregelventil mit dem ein Druck im Spritzkopf auf einen vorgegebenen Sollwert regelbar ist. In one embodiment of the device, the spray head comprises a pressure sensor and an associated pressure control valve with which a pressure in the spray head can be regulated to a predetermined desired value.

Der Drucksensor wird dabei bevorzugt im Bereich der Düse angeordnet und das Druckregelventil befindet sich bevorzugt an einer Verbindungsleitung zwischen der Düse und einem Druckspeicher für das Beschichtungsmaterial. The pressure sensor is preferably arranged in the region of the nozzle and the pressure control valve is preferably located on a connecting line between the nozzle and a pressure accumulator for the coating material.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese des Weiteren ein Druckregelgerät, mit dem der Sollwert für den Druck in Abhängigkeit von der Soll-Schichtdicke und gegebenenfalls einer gemessenen Schichtdicke regelbar ist. In one embodiment of the device, this further comprises a pressure regulator, with which the target value for the pressure in dependence on the target layer thickness and optionally a measured layer thickness can be controlled.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Regelung der Öffnungsgeometrie einer Düse des Spritzkopfs kann die Dicke der aufgetragenen Schicht mit hoher Genauigkeit konstant gehalten werden. Zudem kann ein gleichmäßiger Schichtauftrag über einen großen Bereich von Soll-Schichtdicken gewährleistet werden. Dies ist bei einer bloßen Regelung der zugeführten Materialmenge nicht ohne weitere Anpassungen an der Beschichtungsvorrichtung möglich, da sich dadurch die Druckverteilung im Spritzkopf ändert und ein gleichmäßiger Materialauftrag ohne eine Anpassung am Spritzkopf nicht gewährleistet werden kann. Eine solche Anpassung leistet die hier vorgestellte Regelung der Öffnungsgeometrie einer Düse des Spritzkopfs.With the aid of the inventive control of the opening geometry of a nozzle of the spray head, the thickness of the applied layer can be kept constant with high accuracy. In addition, a uniform layer application over a wide range of target layer thicknesses can be ensured. This is not possible with a mere control of the amount of material supplied without further adjustments to the coating device, since this changes the pressure distribution in the spray head and a uniform material application can not be guaranteed without an adaptation to the spray head. Such an adaptation makes the presented here control of the opening geometry of a nozzle of the spray head.

Zudem kann vorteilhafterweise parallel zu der Regelung für die Schichtdicke über die Öffnungsgeometrie ein Regelkreis für den Druck des Materials im Spritzkopf verwendet werden. Dieser Druckregelkreis stellt sicher, dass der Druck des Materials im Spritzkopf auf den gewünschten Sollwert eingeregelt wird. Dabei wird der Druckregelkreis mit einem von der Soll-Schichtdicke und gegebenenfalls auch von dem verwendeten Material abhängigen Sollwert angesteuert. Somit wird vorteilhafterweise immer der zu einer bestimmten Öffnungsgeometrie erforderliche Druck eingestellt.In addition, it is advantageously possible to use a control circuit for the pressure of the material in the spray head in parallel with the regulation for the layer thickness via the opening geometry. This pressure control circuit ensures that the pressure of the material in the spray head is adjusted to the desired setpoint. In this case, the pressure control loop is controlled with a dependent of the desired layer thickness and optionally also of the material used setpoint. Thus, advantageously, the pressure required for a specific opening geometry is always set.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Messung der Dicke der aufgetragenen Schicht unmittelbar nach dem Auftrag durch den Spritzkopf. Durch die Anordnung einer Messeinrichtung unmittelbar nach dem Spritzkopf wird eine zeitliche Latenz zwischen der Beschichtung und der Messung der Schichtdicke reduziert, was das Implementieren eines automatischen Regelsystems wesentlich vereinfacht. Des Weiteren wird die Menge an Ausschuss reduziert, da beschichtete Substrate, deren Schichtdicke außerhalb eines vorgegebenen Toleranzfensters liegen, unmittelbar nach dem Beschichten erkannt werden können, und nicht erst nachdem, abhängig von der Länge des Trockners, 10 m bis 30 m des Substrats mit den ungeeigneten Parametern beschichtet worden sind. Another advantage results from the measurement of the thickness of the applied layer immediately after application by the spray head. The arrangement of a measuring device immediately after the spray head, a temporal latency between the coating and the measurement of the layer thickness is reduced, which greatly simplifies the implementation of an automatic control system. Furthermore, the amount of rejects is reduced since coated substrates whose layer thickness is outside a predetermined tolerance window can be detected immediately after coating, and not only after 10 m to 30 m of the substrate, depending on the length of the dryer unsuitable parameters have been coated.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und in der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the following drawings and explained in more detail in the accompanying description.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung, 1 a schematic representation of a coating apparatus,

2 eine schematische Darstellung eines Spritzkopfs von der Seite, 2 a schematic representation of a spray head from the side,

3 eine schematische Darstellung eines Spritzkopfs in einer Darstellung von unten, 3 a schematic representation of a spray head in a representation from below,

4 ein Schema einer Geometrieregeleinrichtung und 4 a schematic of a geometric rule device and

5 ein Schema einer Geometrieregeleinrichtung mit parallel vorgesehener Druckregeleinrichtung. 5 a schematic of a geometric control device with parallel provided pressure control device.

Ausführungsvarianten variants

1 zeigt eine Beschichtungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung von der Seite. 1 shows a coating device in a schematic representation of the side.

In 1 ist eine Beschichtungsvorrichtung 10 dargestellt, bei der ein zu beschichtendes Substrat 12 über mehrere Rollen 16 geführt wird. Das Substrat 12 wird entlang der Transportrichtung 14 geführt und erreicht als erstes den Spritzkopf 20 mit dem Material in Form von einer Schicht 18 auf das Substrat 12 aufgetragen wird. Das Material ist in einem Lösungsmittel gelöst und liegt in Form einer Slurry, das heißt in Form eines fließfähigen Breis vor. In 1 is a coating device 10 shown in which a substrate to be coated 12 over several roles 16 to be led. The substrate 12 becomes along the transport direction 14 led and reached first the spray head 20 with the material in the form of a layer 18 on the substrate 12 is applied. The material is dissolved in a solvent and is in the form of a slurry, that is in the form of a flowable slurry.

Im Fall der Herstellung von Elektroden für Lithium-Ionen-Batteriezellen wird als Substrat 12 eine Metallfolie eingesetzt, deren Stärke zwischen ca. 2 µm und ca. 20 µm liegt, insbesondere ca. 10 µm beträgt. Bei der Fertigung der Anode wird üblicherweise eine Kupferfolie, bei der Fertigung der Kathode wird üblicherweise eine Aluminiumfolie eingesetzt. Die Materialien, mit denen die Metallfolien beschichtet werden, basieren im Falle der Fertigung der Anode auf natürlichen und/oder synthetischen Graphiten und sind üblicherweise in einem wasserbasierenden Lösungsmittel gelöst. Bei der Fertigung der Kathode basiert das Material üblicherweise auf einer Kombination von verschiedenen Lithium-Metall-Oxiden, die beispielsweise in einem Lösungsmittel auf Basis von N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) gelöst sind. Die Dicke der Materialschicht, die nass auf das Substrat aufgetragen wird, ist abhängig von der Auslegung der Batteriezellen und beträgt typischerweise zwischen 20 µm und 200 µm. Dabei ist es für die Qualität der Batterie von entscheidender Bedeutung, dass der Schichtauftrag gleichmäßig ist und nur gering von einem vorgegebenen Sollwert abweicht. Typischerweise wird gefordert, dass die Abweichung vom Sollwert weniger als 1 µm beträgt. In the case of manufacturing electrodes for lithium-ion battery cells is called substrate 12 used a metal foil whose thickness is between about 2 microns and about 20 microns, in particular about 10 microns. In the production of the anode is usually a copper foil, in the manufacture of the cathode is usually used an aluminum foil. The materials with which the metal foils are coated are based on natural and / or synthetic graphites in the case of the manufacture of the anode and are usually dissolved in a water-based solvent. In the production of the cathode, the material is usually based on a combination of different lithium metal oxides, which are dissolved, for example, in a solvent based on N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The thickness of the material layer, which is applied wet to the substrate, depends on the design of the battery cells and is typically between 20 .mu.m and 200 .mu.m. It is crucial for the quality of the battery that the coating is uniform and differs only slightly from a predetermined target value. Typically, it is required that the deviation from the setpoint is less than 1 μm.

Nach dem Auftragen der Schicht 18 wird die Nassschichtdicke 26 mit einer Messeinrichtung 22 ermittelt. Anschließend wird die Schicht 18 zusammen mit dem Substrat 12 einem Trockner 30 zugeführt, der je nach Transportgeschwindigkeit des Substrats eine Länge von zwischen etwa 10 m und 30 m aufweist. In dem Trockner 30 verdampft das verwendete Lösungsmittel aus der Schicht 18. Je nach Ausführungsform der Vorrichtung kann zusätzlich zu der Messeinrichtung 22 vor dem Trockner 30 eine weitere Messeinrichtung 24 nach dem Trockner 30 angeordnet werden, um die Trockenschichtdicke 42 zu ermitteln. After applying the layer 18 becomes the wet film thickness 26 with a measuring device 22 determined. Subsequently, the layer 18 together with the substrate 12 a dryer 30 fed, depending on the transport speed of the substrate has a length of between about 10 m and 30 m. In the dryer 30 evaporates the solvent used from the layer 18 , Depending on the embodiment of the device, in addition to the measuring device 22 in front of the dryer 30 another measuring device 24 after the dryer 30 be arranged to the dry film thickness 42 to investigate.

Die über die Messeinrichtungen 22, 24 ermittelten Schichtdicken 26, 28 können für eine Regelung der Dicke der Schicht 18 auf eine vorgegebene Soll-Schichtdicke verwendet werden. Für eine Regelung können abhängig von den gemessenen Schichtdicken 26, 28 Prozessparameter des Nassbeschichtungsverfahrens angepasst werden. Die anpassbaren Prozessparameter umfassen dabei den Druck des Materials im Spritzkopf 20, den Abstand des Spritzkopfs 20 zum Substrat 12, die Transportgeschwindigkeit des Substrats 12 und die Geometrie einer Düse des Spritzkopfs 20. Des Weiteren ist es denkbar, als Parameter die Zusammensetzung des Slurrys, also die Zusammensetzung des Materials, mit dem das Substrat beschichtet wird, zu verändern. Durch eine geänderte Zusammensetzung kann die Viskosität des Slurry beeinflusst werden, dies wiederum hat einen Einfluss auf die erzielte Schichtdicke.The over the measuring devices 22 . 24 determined layer thicknesses 26 . 28 can for a regulation of the thickness of the layer 18 be used to a predetermined target layer thickness. For a regulation can depend on the measured layer thicknesses 26 . 28 Process parameters of the wet coating process can be adjusted. The customizable process parameters include the pressure of the material in the spray head 20 , the distance of the spray head 20 to the substrate 12 , the transport speed of the substrate 12 and the geometry of a nozzle of the spray head 20 , Furthermore, it is conceivable to change as parameters the composition of the slurry, ie the composition of the material with which the substrate is coated. By changing the composition, the viscosity of the slurry can be influenced, which in turn has an influence on the layer thickness achieved.

Zur Erzielung eines gleichmäßigen Schichtauftrags, ist insbesondere eine Regelung der Öffnungsgeometrie einer Düse des Spritzkopfs 20 geeignet. Daher werden die Messeinrichtungen 22, 24 mit einem Geometrieregelgerät 42 verbunden, welches abhängig von einer gemessenen Schichtdicke 26, 28 und der vorgegebenen Soll-Schichtdicke die Öffnungsgeometrie einer Düse im Spritzkopf 20 beeinflusst. To achieve a uniform layer application, in particular is a regulation of the opening geometry of a nozzle of the spray head 20 suitable. Therefore, the measuring equipment 22 . 24 with a geometry rule device 42 connected, which depends on a measured layer thickness 26 . 28 and the predetermined target layer thickness, the opening geometry of a nozzle in the spray head 20 affected.

Des Weiteren ist es in einer Ausführungsform möglich, parallel zur Regelung der Öffnungsgeometrie einer Düse des Spritzkopfs 20 auch den Druck des Materials im Spritzkopf 20 in Abhängigkeit der vorgegebenen Soll-Schichtdicke zu regeln. Dazu kann ein Druckregelgerät 43 mit dem Spritzkopf 20 verbunden werden. Furthermore, it is possible in one embodiment, parallel to the regulation of the opening geometry of a nozzle of the spray head 20 also the pressure of the material in the spray head 20 to regulate depending on the predetermined target layer thickness. This can be a pressure regulator 43 with the spray head 20 get connected.

Nach dem Auftragen und Trocknen der Schicht 18 kann das Substrat 12 einer weiteren Beschichtungsvorrichtung zugeführt werden, um auch dessen Rückseite zu beschichten. After applying and drying the layer 18 can the substrate 12 be supplied to a further coating device to coat its back.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Spritzkopfs von der Seite. 2 shows a schematic representation of a spray head from the side.

In 2 ist ein Spritzkopf 20 mit einer Vielzahl von Düsen 32 dargestellt. In der in 2 dargestellten Ausführungsform umfasst der Spritzkopf 20 fünf Beschichtungsdüsen 32. Das Beschichtungsmaterial tritt über die Düsen 32 aus dem Spritzkopf 20 aus und wird als Schicht 18 auf dem Substrat 12 aufgetragen. Das Material wird dem Spritzkopf 20 über eine Materialzuführung 34 zugeführt, die mit einer Zuführeinrichtung 40 verbunden ist. In 2 is a spray head 20 with a variety of nozzles 32 shown. In the in 2 illustrated embodiment, the spray head comprises 20 five coating nozzles 32 , The coating material passes over the nozzles 32 from the spray head 20 out and gets as a layer 18 on the substrate 12 applied. The material is the spray head 20 via a material feed 34 supplied with a feeder 40 connected is.

In Ausführungsformen der Erfindung, bei denen der Druck des Materials im Spritzkopf geregelt werden soll, ist am Spritzkopf 20 des Weiteren ein Drucksensor 39 angeordnet. Mit dem vom Drucksensor 39 ermittelten Ist-Druck und einem vorgegebenen Soll-Druck kann der Druck im Spritzkopf 20 je nach Ausführungsvariante über eine regelbare Zuführeinrichtung 40 und/oder über ein zwischen der Zuführeinrichtung 40 und dem Zuführbereich 34 angeordnetes Druckregelventil 41 eingestellt werden. Die regelbare Zuführeinrichtung 40 bzw. das Druckregelventil 41 sind dann so ausgestaltet, dass diese über ein Steuersignal einer Druckregeleinrichtung eingestellt werden können.In embodiments of the invention where the pressure of the material in the spray head is to be controlled is at the spray head 20 Furthermore, a pressure sensor 39 arranged. With the pressure sensor 39 determined actual pressure and a predetermined target pressure, the pressure in the spray head 20 depending on the variant via an adjustable feeder 40 and / or via a between the feeder 40 and the feed area 34 arranged pressure control valve 41 be set. The adjustable feeder 40 or the pressure control valve 41 are then configured so that they can be adjusted via a control signal of a pressure control device.

In 3 ist ein Spritzkopf in einer schematischen Darstellung von unten dargestellt.In 3 a spray head is shown in a schematic representation from below.

3 zeigt einen Spritzkopf 20 mit mehreren Düsen 32. In der in 3 dargestellten Ausführungsform umfasst der Spritzkopf 20 fünf Beschichtungsdüsen 32. Dabei ist es selbstverständlich, dass eine beliebige, abweichende Anzahl von Düsen 32 ebenfalls gewählt werden kann. 3 shows a spray head 20 with several nozzles 32 , In the in 3 illustrated embodiment, the spray head comprises 20 five coating nozzles 32 , It is understood that any, different number of nozzles 32 can also be chosen.

Die Düsen 32 sind als Schlitzdüsen ausgeführt mit einer Schlitzbreite 36. Um die Öffnungsgeometrie der Düsen 32 einzustellen, bzw. um in diesem Beispiel die Schlitzbreite 36 einzustellen, ist jeweils oberhalb und unterhalb der Schlitzdüsen 32 eine Blende 38 angeordnet. In der in 3 dargestellten Ausführungsform sind die Blenden 38 als zwei Schieber ausgeführt, so dass die Schlitzbreite 36 sämtlicher Düsen 32 gleichermaßen bei einer Änderung der Blendenstellung verändert wird. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist es denkbar, für jede Düse 32 eine separat ansteuerbare Blende 38 vorzusehen. The nozzles 32 are designed as slot nozzles with a slot width 36 , To the opening geometry of the nozzles 32 or, in this example, the slot width 36 is set above and below the slot nozzles respectively 32 a panel 38 arranged. In the in 3 illustrated embodiment, the aperture 38 designed as two sliders, so the slit width 36 all nozzles 32 alike is changed when changing the aperture. In further embodiments of the invention, it is conceivable for each nozzle 32 a separately controllable aperture 38 provided.

Die Blenden 38 sind eingerichtet, über ein Steuersignal eingestellt zu werden, so dass auch die Schlitzbreite 36 der Düsen 32 über ein Steuersignal regelbar ist. Die eigentliche Bewegung der beispielsweise als Schieber ausgeführten Blenden 38 kann mit einem beliebigen Aktor erfolgen. The irises 38 are set to be adjusted via a control signal, so that the slot width 36 the nozzles 32 is controllable via a control signal. The actual movement of, for example, designed as a slide aperture 38 can be done with any actuator.

4 zeigt das Schema einer Geometrieregeleinrichtung. 4 shows the scheme of a geometry rule device.

In 4 ist eine Geometrieregeleinrichtung 42 schematisch dargestellt. Die Geometrieregeleinrichtung 42 umfasst einen ersten Regelkreis 50, der als eine Eingangsgröße eine Differenz aus einer vorgegebenen Soll-Schichtdicke d0 und einer tatsächlichen gemessenen Schichtdicke d1 erhält. Die Bildung der Differenz ist in der Darstellung der 4 mit der Verknüpfung 54 angedeutet. Aus der eingegebenen Differenz ermittelt der erste Regelkreis 50 eine Soll-Geometrie g0 für eine Beschichtungsdüse des Spritzkopfs. In 4 is a geometry rule device 42 shown schematically. The geometry rule device 42 includes a first control loop 50 , which receives as an input variable a difference between a predetermined target layer thickness d 0 and an actual measured layer thickness d 1 . The formation of the difference is in the representation of 4 with the link 54 indicated. The first control loop determines from the entered difference 50 a desired geometry g 0 for a coating nozzle of the spray head.

Über eine Stellvorrichtung 62, die beispielsweise in Form eines Aktors zum Verstellen einer Blende ausgeführt sein kann, wird die Soll-Geometrie g0 in die Ist-Geometrie g1 umgesetzt und wirkt damit auf ein Beschichtungssystem 60 ein. Das Beschichtungssystem 60 beschichtet ein Substrat mit den eingestellten Parametern. Die Dicke der aufgetragenen Schicht d1 wird gemessen und dem Regler 42 wieder zugeführt. About a locking device 62 , which may for example be designed in the form of an actuator for adjusting a diaphragm, the target geometry g 0 is converted into the actual geometry g 1 and thus acts on a coating system 60 one. The coating system 60 Coats a substrate with the set parameters. The thickness of the applied layer d 1 is measured and the regulator 42 fed again.

Weist die gemessene Schichtdicke d1 zum Beispiel ein Wert auf, der unter der Soll-Schichtdicke d0 liegt, ermittelt der erste Regelkreis 50 einen höheren Sollwert g0 für die Öffnungsgeometrie. Daraufhin verändert die Stellvorrichtung 62 die Ist-Öffnungsgeometrie g1, so dass im Anschluss die Öffnungsgeometrie der Beschichtungsdüsen so geändert wird, dass mehr Material pro Zeiteinheit aus dem Spritzkopf auf das Substrat aufgebracht wird. Als Folge davon stellt sich eine Erhöhung der Beschichtungsdicke ein.If, for example, the measured layer thickness d 1 has a value which is below the desired layer thickness d 0 , the first control loop determines 50 a higher setpoint g 0 for the opening geometry. Thereupon the adjusting device changes 62 the actual opening geometry g 1 , so that subsequently the opening geometry of the coating nozzles is changed so that more material per unit time is applied from the spray head to the substrate. As a result, there is an increase in the coating thickness.

5 zeigt ein Schema einer Geometrieregeleinrichtung mit paralleler Druckregeleinrichtung. 5 shows a schematic of a geometry control device with parallel pressure control device.

In 5 ist eine Geometrieregeleinrichtung 42 schematisch dargestellt. Die Geometrieregeleinrichtung 42 umfasst einen ersten Regelkreis 50 zur Regelung der Öffnungsgeometrie einer Düse des Spritzkopfs. Der erste Regelkreis 50 erhält als Eingangsgrößen eine vorgegebene Soll-Schichtdicke d0 und eine tatsächlich gemessene Schichtdicke d1. Des Weiteren ist es denkbar, als Eingangsgröße die Differenz aus der Soll-Schichtdicke d0 und der tatsächlich gemessenen Schichtdicke d1 zu verwenden. In der in 5 dargestellten Ausführungsform wird die Soll-Öffnungsgeometrie g0 als eine Summe aus einer vorgesteuerten Öffnungsgeometrie gV und einem Differenzwert Δg0, der Ausgangswert des ersten Regelkreises 50 ist, gebildet. Die vorgesteuerte Öffnungsgeometrie gV wird über eine Geometrievorsteuerung 58 aus der vorgegebenen Soll-Schichtdicke d0 ermittelt. In der Darstellung der 5 ist das Bilden der Summe aus dem Geometrievorsteuerwert gV und der Differenz Δg0 mit einer Verknüpfung 54 angedeutet. Die so ermittelte Soll-Öffnungsgeometrie g0 wird einer Stellvorrichtung für die Geometrie 62 zugeführt, die daraufhin beispielsweise über einen Aktor eine Blendenstellung ändert, so dass sich die tatsächliche Geometrie g1 einer Düse 32 des Spritzkopfs 20 ändert. Die geänderte Öffnungsgeometrie g1 beeinflusst dann das Verhalten des Beschichtungssystems 60. In 5 is a geometry rule device 42 shown schematically. The geometry rule device 42 includes a first control loop 50 for controlling the opening geometry of a nozzle of the spray head. The first control loop 50 receives as inputs a predetermined target layer thickness d 0 and an actually measured layer thickness d 1 . Furthermore, it is conceivable to use as an input variable the difference between the desired layer thickness d 0 and the actually measured layer thickness d 1 . In the in 5 In the illustrated embodiment, the desired opening geometry g 0 is a sum of a pilot-controlled opening geometry g V and a difference value Δg 0 , the output value of the first control loop 50 is formed. The pilot-controlled opening geometry g V is via a geometry precontrol 58 determined from the predetermined target layer thickness d 0 . In the presentation of the 5 is the sum of the geometry precontrol value g V and the difference Δg 0 with a link 54 indicated. The thus determined desired opening geometry g 0 becomes a positioning device for the geometry 62 supplied, which then changes, for example, via an actuator a diaphragm position, so that the actual geometry g 1 a nozzle 32 of the spray head 20 changes. The modified opening geometry g 1 then influences the behavior of the coating system 60 ,

In einer alternativen Ausführungsform ist es denkbar, auf die Geometrievorsteuerung 58 zu verzichten und durch den ersten Regelkreis 50 direkt die Soll-Geometrie g0 zu ermitteln. Ebenfalls ist es in einer weiteren Ausführungsform denkbar, die tatsächliche Öffnungsgeometrie g1 zu ermitteln und dem ersten Regelkreis 50 als weitere Eingangsgröße zur Verfügung zu stellen. Ebenfalls denkbar ist die Verwendung einer gemessenen In an alternative embodiment, it is conceivable to control the geometry 58 to renounce and through the first loop 50 directly determine the target geometry g 0 . It is also conceivable in a further embodiment to determine the actual opening geometry g 1 and the first control loop 50 as an additional input. Also conceivable is the use of a measured

Öffnungsgeometrie g1 in einem der Geometrieregeleinrichtung 42 unterlagerten Regelkreis zur Regelung des Verhaltens des Aktors. Opening geometry g 1 in one of the geometry control device 42 subordinate control loop for controlling the behavior of the actuator.

Parallel zu der Geometrieregeleinrichtung 42 wird in der in 5 dargestellten Ausführungsform eine Druckregeleinrichtung 43 verwendet. Die Druckregeleinrichtung 43 weist eine Drucksollwertsteuerung 56 auf, die aus einer vorgegebenen Soll-Schichtdicke d0 einen vorgegebenen Soll-Druck p0 ermittelt. Aus diesem Soll-Druck p0 wird eine Differenz mit einem tatsächlichen gemessenen Druck im Spritzkopf p1 ermittelt und einem zweiten Regelkreis 52 als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt. Die Differenzbildung ist wieder mit einer Verknüpfung 54 in dem Schema angedeutet. Der zweite Regelkreis 52 ermittelt aus der eingegebenen Differenz zwischen Soll-Druck p0 und tatsächlichem Druck p1 ein Steuersignal für eine Druckstellvorrichtung 64. Diese kann beispielsweise in Form eines Druckregelventils ausgeführt sein. Parallel to the geometric rule device 42 will be in the in 5 illustrated embodiment, a pressure control device 43 used. The Pressure control device 43 has a pressure setpoint control 56 on, which determines a predetermined target pressure p 0 from a predetermined target layer thickness d 0 . From this target pressure p 0 , a difference with an actual measured pressure in the spray head p 1 is determined and a second control loop 52 provided as an input. The difference is again with a link 54 indicated in the scheme. The second control circuit 52 determined from the input difference between the target pressure p 0 and actual pressure p 1, a control signal for a pressure actuator 64 , This can be carried out for example in the form of a pressure control valve.

Sowohl der eingestellte tatsächliche Druck p1 als auch die tatsächliche eingestellte Öffnungsgeometrie g1 beeinflussen das Verhalten des Beschichtungssystems 60 und damit auch die Dicke d1 der vom Beschichtungssystem 60 auf einem Substrat aufgetragenen Schicht.Both the set actual pressure p 1 and the actual set opening geometry g 1 influence the behavior of the coating system 60 and thus also the thickness d 1 of the coating system 60 coated on a substrate.

Durch die der Regelung der Öffnungsgeometrie 42 parallel geschaltete Druckregeleinrichtung 43 wird sichergestellt, dass zu der jeweiligen vorgegebenen Soll-Schichtdicke d0 und daraus resultierender Öffnungsgeometrie g1, der dazu passende Beschichtungsdruck p1 verwendet wird und somit alle Parameter des Beschichtungsverfahrens optimal aufeinander abgestimmt sind. By the regulation of the opening geometry 42 parallel pressure regulator 43 it is ensured that the corresponding coating pressure p 1 is used for the respective predetermined target layer thickness d 0 and the resulting opening geometry g 1 , and thus all parameters of the coating method are optimally matched to one another.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • CN 10212507 [0006] CN 10212507 [0006]

Claims (10)

Verfahren zum Nassbeschichten eines Substrats (12), wobei auf dem Substrat (12) eine Schicht (18) mit einem Spritzkopf (20) aufgetragen wird, der eine Düse (32) umfasst, und die Schicht (18) nach dem Auftragen getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ist-Schichtdicke (d1) der aufgetragenen Schicht (18) vor dem Trocknen gemessen wird und abhängig von der gemessenen Ist-Schichtdicke (d1) und einer vorgegebenen Soll-Schichtdicke (d0) die Geometrie (g1) der Düse (32) angepasst wird.Method for wet coating a substrate ( 12 ), wherein on the substrate ( 12 ) a layer ( 18 ) with a spray head ( 20 ), which is a nozzle ( 32 ), and the layer ( 18 ) is dried after application, characterized in that an actual layer thickness (d 1 ) of the applied layer ( 18 ) is measured before drying and, depending on the measured actual layer thickness (d 1 ) and a predetermined desired layer thickness (d 0 ), the geometry (g 1 ) of the nozzle ( 32 ) is adjusted. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geometrieregeleinrichtung (42) verwendet wird, deren Eingangsgrößen die Soll-Schichtdicke (d0) und die gemessene Ist-Schichtdicke (d1) vor dem Trocknen umfassen, wobei als Ausgangsgröße eine Soll-Geometrie (g0) für die Düse (32) ermittelt wird.Method according to claim 1, characterized in that a geometry control device ( 42 ), the input variables of which comprise the desired layer thickness (d 0 ) and the measured actual layer thickness (d 1 ) before drying, wherein a desired geometry (g 0 ) for the nozzle ( 32 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie (g1) der Düse (32) durch Verstellen einer Blende (38) angepasst wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the geometry (g 1 ) of the nozzle ( 32 ) by adjusting an aperture ( 38 ) is adjusted. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der Druck (p1) des Beschichtungsmaterials (18) im Spritzkopf (20) auf einen vorgegebenen Wert (p0) geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that additionally the pressure (p 1 ) of the coating material ( 18 ) in the spray head ( 20 ) is controlled to a predetermined value (p 0 ). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert für den Druck (p0) des Beschichtungsmaterials aus der Soll-Schichtdicke (d0) ermittelt wird.A method according to claim 4, characterized in that the predetermined value for the pressure (p 0 ) of the coating material from the target layer thickness (d 0 ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgetragene Schicht (18) ein Aktivmaterial für eine Elektrode einer Batterie ist.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the applied layer ( 18 ) is an active material for an electrode of a battery. Vorrichtung (10) zum Nassbeschichten eines Substrats (12) umfassend einen Spritzkopf (20) mit einer Düse (32) und einen Trockner (30), dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Trockner (30) eine Messeinrichtung (22) zur Bestimmung einer Nassschichtdicke (26) angeordnet ist und über eine Geometrieregeleinrichtung (42) abhängig von der gemessenen Nassschichtdicke (26) und einer vorgegebenen Soll-Schichtdicke (d0) eine Öffnungsgeometrie (g1) der Düse (32) einstellbar ist. Contraption ( 10 ) for wet coating a substrate ( 12 ) comprising a spray head ( 20 ) with a nozzle ( 32 ) and a dryer ( 30 ), characterized in that in front of the dryer ( 30 ) a measuring device ( 22 ) for determining a wet layer thickness ( 26 ) and via a geometry control device ( 42 ) depending on the measured wet film thickness ( 26 ) and a predetermined desired layer thickness (d 0 ) an opening geometry (g 1 ) of the nozzle ( 32 ) is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Düse (32) mindestens eine Blende (38) angeordnet ist, mit der die Öffnungsgeometrie (g1) der Düse (32) einstellbar ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that at the nozzle ( 32 ) at least one aperture ( 38 ) is arranged, with the opening geometry (g 1 ) of the nozzle ( 32 ) is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spritzkopf (20) ein Drucksensor (39) und ein Druckregelventil (41) zugeordnet ist, mit dem ein Druck (p1) im Spitzkopf (20) auf einen vorgegebenen Sollwert (p0) regelbar ist.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the spray head ( 20 ) a pressure sensor ( 39 ) and a pressure control valve ( 41 ), with which a pressure (p 1 ) in the pointed head ( 20 ) is controllable to a predetermined desired value (p 0 ). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des Weiteren ein Druckregelgerät (43) umfasst, mit dem der Sollwert (p0) für den Druck (p1) in Abhängigkeit von der Soll-Schichtdicke (d0) regelbar ist.Apparatus according to claim 9, characterized in that the device further comprises a pressure regulator ( 43 ), with which the desired value (p 0 ) for the pressure (p 1 ) in dependence on the desired layer thickness (d 0 ) is controllable.
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CN110201848A (en) * 2019-05-29 2019-09-06 深圳市倍特力电池有限公司 The pole piece of lithium ion battery mends lithium system
DE102022105776A1 (en) 2022-03-11 2023-09-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Battery cell, method for coating carrier films of electron tracks and device for coating an electrode track

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